124162 (689878), страница 5
Текст из файла (страница 5)
Крутящий момент 1 промежуточного вала –54,2 Н·м
Крутящий момент 2 промежуточного вала – 220,1 Н·м
Крутящий момент тихоходного вала – 697,4 Н·м
5.4 Условия расчета
Расчет валов ведем по заниженным допускаемым напряжениям на чистое кручение.
5.5 Расчет быстроходного вала
Расчет быстроходного вала ведется по следующим формулам
где Т- крутящий момент на валу, Н·м;
- диаметр входного конца вала, мм;
- диаметр вала под подшипники, мм;
- диаметр вала под колесо, мм.
мм
Для того чтобы вести дальнейший расчет необходимо выбрать стандартный диаметр входного конца вала под муфту. Выбираем упругую муфту с торообразной оболочкой. Муфта выбирается по диаметру выходного вала двигателя (
мм). Тогда =25 мм.
мм
мм
5.6 Расчет 1 промежуточного вала
мм
Так как при расчете значение оказалось меньше, чем значения валов применяемых в практике, то принимаем = 30 мм.
мм.
5.7 Расчет 2 промежуточного вала
мм
мм
5.8 Расчет тихоходного вала
мм
мм
мм
5.9 Вывод
При расчёте быстроходного вала необходимо подобрать диаметр выходного конца вала под муфту. При подборе нужно руководствоваться стандартными значениями диаметров муфт. Для входного конца быстроходного вала подбираем упругую муфту с торообразной оболочкой, так как она больше всего подходит для соединения двигателя и выходного конца вала редуктора.
При расчёте первого промежуточного вала диаметры валов получились маленькими по сравнению с применяемыми в производстве, поэтому мы увеличиваем значение диаметров валов к большему из ближайших стандартных значений.
6 Эскизная компановка
6.1 Цель
Определить расстояние между точками приложения сил на валах.
6.2 Данные для компановки
Быстроходная передача (берём из пункта 2.6) :
=61,1985º
=15,45 мм
Промежуточная передача (берём из пункта 3.6):
=140 мм.
=
мм
=
мм
da1=58 мм
df1 =49 мм
da2 =230 мм
df2=221 мм
b1=47 мм.
b2 =42 мм
Тихоходная передача (берём из пункта 4.6):
=200 мм.
=
мм
=
мм
da1=98 мм
df1 =89мм
da2=310 мм
df2=148 мм
b1=65 мм.
b2 =60 мм
Диаметры валов (берём из пунктов 5.5 5.6 5.7 5.8):
Быстроходный вал:
=25мм
=35мм
=30мм
1 Промежуточный вал:
=30мм
=25мм
2 Промежуточный вал:
=36мм
=30мм
Тихоходный вал:
=40мм
=50мм
=45мм
6.3 Условие компановки:
Выполняется графически, расстояния определяются непосредственным замером с компановки.
7 Проверочный расчёт валов
7.1 Цель
Провести проверочный расчёт валов в виде уточнённого расчёта.
7.2 Расчётная схема
7.3 Данные
Ft3 =1947,78 Н
Fr3 =708,99 Н
Ft2 = 1407,28 Н
Fr2 =68,113 Н
Fa2 =1161,02 Н
7.4 Условия
Проверочный расчёт производим в виде определения коэффициента запаса прочности в опасных сечениях
7.5 Построение эпюр
Определение реакций, построение эпюр изгибающих моментов первого промежуточного вала.
Примем вал за балку, закрепленную с двух концов на подвижно шарнирных опорах. Силы в подшипниках заменим на реакции опор. И рассчитаем изгибающий момент в каждой точке приложения сил.
Определяем реакции опор в плоскости (XoY) действия сил
Сумма моментов относительно точки А равен нулю.
Сумма моментов относительно точки В равен нулю
Н
Проверка:
833,5-708,89+68,113-192,7=0
Определяем реакции опор в плоскости (XoZ) действия сил
Сумма моментов относительно точки А равен нулю
Н
Сумма моментов относительно точки В равен нулю
Н
Проверка:
-1710,86+1947,78+1407,28-1644,6=0
Определяем реакции
(7.1)
(7.2)
Н 
Н
Определяем общий изгибающий момент в каждом опасном сечении по формуле
(7.3)
Н∙мм
Н∙мм
Производим расчет изгибающих моментов для построения эпюр.
Участок 1
0
Х 45
В плоскости ХоУ
Х1=0 М=0
Х2=45 мм М=37507,5 Н∙мм
В плоскости ХоZ
Х1=0 М=0
Х2=45 мм М=-76988,7 Н∙мм
Участок 2
0 Х 89
В плоскости ХоУ
Х1=0 М=37507,5 Н∙мм
Х2=89 мм М=48597,79 Н∙мм
В плоскости ХоZ
Х1=0 М=-76988,7 Н∙мм
Х2=89 мм М=-55902,8Н∙мм
Участок 3
0 Х 34
В плоскости ХоУ
Х1=0 М=0 Н∙мм
Х2=34 мм М=-6551,8Н∙мм
В плоскости ХоZ
Х1=0 М=0 Н∙мм
Х2=34 мм
М=-55902,8Н∙мм
7.6 Определение коэффициента запаса прочности в опасных сечениях
Материал вала – сталь 45.
Примем, что нормальные напряжения от изгиба изменяются по симметричному циклу, а касательные от кручения .
Коэффициент запаса прочности рассчитываем для опасных сечений ( опасным сечением является, то сечение вала, где наибольший изгибающий момент; есть концентратор напряжений; наименьший диаметр вала).
Коэффициент запаса прочности определяем по формуле (6.17 [1]):
(
7.4)
где 
- коэффициент запаса прочности нормальных напряжений, определяется по формуле (6.18 [1]):
(7.5)
где 
- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистой стали 
; (
- предел прочности (таблица 3.3 [1]) =780 Н·мм, тогда 
Н·мм. 
- эффективный коэффициент концентрации нормальных напряжений =1,36 (таблица 6.2 [1] );
- масштабный фактор для нормальных напряжений; =0,88 (таблица 6.8 [1] );
- амплитуда цикла нормальных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении, определяем по формуле ( с. 285 [1] ):
(7.6)
где М - изгибающий момент в данном сечении (из эпюр);
-
момент сопротивления сечения нетто, определяется по формуле:
для концентратора напряжений – шпонка:
(7.8)
для концентратора напряжений – совпадение с краем шестерни:
(7.9)
где 
- коэффициент запаса прочности нормальных напряжений, определяется по формуле (6.18 [1]):
(7.10)
где 
- предел выносливости стали при симметричном цикле изгиба; для углеродистой стали 
; тогда 
Н·мм. 
- эффективный коэффициент концентрации касательных напряжений =1,14 (таблица 6.2 [1] );
- масштабный фактор для нормальных напряжений; =0,77 (таблица 6.8 [1] );
- амплитуда цикла касательных напряжений, равная наибольшему напряжению изгиба в рассматриваемом сечении, определяем по формуле ( с. 285 [1] ):
(7.11)
где Мк – крутящий момент в данном сечении (кинематического расчета);
W-момент сопротивления сечения нетто, определяется по формуле:
для концентратора напряжений – шпонка:
(7.12)
для концентратора напряжений – совпадение с краем шестерни:
(7.13)
- коэффициент чувствительности материала к асимметрии цикла, =0,1 ( с. 100 [1] ).
Предварительный расчет размеров шпонок :
Таблица 7.1 – Расчет шпонок
| Вал | d, мм | l, ст | T, Н∙мм | b, мм | h, мм | t1, мм | t2, мм | l, шп мм | l, раб мм | σ, Н∙мм |
| 1 | 25 | 50 | 22800 | 8 | 7 | 4 | 3,3 | 45 | 37 | 16,4 |
| 2 | 30 | 42 | 54200 | 10 | 8 | 5 | 3,3 | 40 | 30 | 40 |
| 3 | 36 | 50 | 220100 | 10 | 8 | 5 | 3,3 | 45 | 35 | 116 |
| 4 | 40 | 90 | 697400 | 22 | 14 | 9 | 5,4 | 80 | 58 | 120 |
| 50 | 65 | 697400 | 14 | 9 | 5,5 | 3,8 | 63 | 59 | 80,8 |
Рассчитываем коэффициент запаса прочности для шестерни:
мм3
=2·6,28·103 =12,56·103 мм3
Н/мм2
Н/мм2
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
